软件体系结构的层次性
软件体系结构设计及其实现
软件体系结构设计及其实现随着信息技术的高速发展,软件已经成为现代社会不可或缺的一个组成部分。
在软件的开发过程中,软件的体系结构设计非常关键。
软件体系结构设计是软件开发过程中的第一步,也是最重要的一步。
好的软件体系结构设计可以为整个软件开发过程奠定良好的基础,也可以为软件的后期维护和升级提供更多的便利。
但是,软件体系结构设计并不是一件简单的事情,需要考虑多方面的因素,并且需要综合各种专业知识。
一、软件体系结构设计的定义和特点软件体系结构是指在系统设计中,对软件系统整体组织结构和各个组成部分之间的关系,进行的系统性设计和描述。
软件体系结构不仅是设计软件系统的框架,也是实现软件系统的基础,同时也是对软件系统进行管理、维护和升级的重要基础。
软件体系结构设计的特点包括以下几点。
(一)高度抽象软件体系结构设计是对软件系统的整体组织结构和各个组成部分之间的关系进行的设计和描述。
因此,软件体系结构设计需要具有高度抽象的特点。
软件体系结构设计不涉及具体的编程实现细节,而是从整体的角度考虑问题,对系统进行宏观把握。
因此,软件体系结构设计需要考虑到更多的概念和模型,需要进行更为有意义的抽象。
(二)多样性在软件体系结构设计中,考虑到软件的应用范围和需求,软件体系结构的模型和模式也有很多种不同的选择。
不同的软件体系结构设计模式都有各自的优缺点,因此,软件开发过程中需要进行充分的需求分析和规划,才能够选择合适的设计模式。
(三)可分析性软件体系结构设计是软件开发的基础,需要保证软件系统的稳定和可靠。
因此,在进行软件体系结构设计时,需要考虑到各种约束条件和因素。
设计出来的体系结构需要具有可分析性,这样才能够进行系统化的测试和验证,确保软件的质量。
二、软件体系结构设计的要素软件体系结构设计需要考虑到很多不同的要素,下面我们来看一下主要的几个要素。
(一)模块化设计模块化设计是软件体系结构设计中最基础的一点,也是最重要的一点。
将复杂的软件分为若干个模块,使得各个模块之间相互独立,可以方便地进行设计、开发、测试和维护。
软件架构设计的分层与模块化
软件架构设计的分层与模块化软件架构设计是指在软件开发过程中,对软件系统的整体框架和结构进行规划和设计。
良好的软件架构设计可以提高软件的可维护性、可扩展性和可重用性,使软件具备更好的扩展性和适应性。
在软件架构设计中,分层与模块化是两个关键的设计原则。
本文将深入探讨软件架构设计中分层与模块化的概念、特点以及应用。
一、分层设计分层设计是一种将软件系统划分为不同层次的设计思想,每一层都有明确的职责与功能。
通过分层设计,可以将复杂的系统划分为相对独立的模块,各个模块之间通过接口进行通信和交互,降低了模块之间的耦合度,提高了系统的灵活性和可维护性。
典型的软件分层设计包括三层架构和MVC架构。
1. 三层架构三层架构是指将软件系统分为表示层、业务层和数据层三个层次,并且每个层次有着不同的职责和功能。
表示层主要负责用户界面的展示与交互,将用户请求传递给业务层进行处理;业务层负责处理具体的业务逻辑,对外暴露接口供上层调用;数据层则负责数据的访问和持久化,与数据库进行交互。
三层架构的优点是模块清晰、耦合度低、易于维护,适用于大型软件系统的开发。
2. MVC架构MVC(Model-View-Controller)架构是一种常用的应用程序设计架构,将软件系统划分为模型层、视图层和控制器层三个部分。
模型层负责处理业务逻辑和数据操作;视图层负责界面的显示和用户交互;控制器层负责协调模型层和视图层的交互,并根据用户的请求进行处理。
MVC架构的优点是良好的模块划分,易于扩展和维护,适用于中小型软件系统的开发。
二、模块化设计模块化设计是将软件系统划分为相互独立、具有一定功能的模块,每个模块都有自己的职责和接口。
通过模块化设计,可以将复杂的系统分解成多个小的模块,每个模块可独立开发和测试,提高了开发效率和质量。
常用的模块化设计方法有面向对象编程和微服务架构。
1. 面向对象编程面向对象编程是一种将问题分解成多个对象,并将对象组织成相互交互的模块的编程思想。
软件系统体系结构设计中的三层系统架构
软件系统体系结构设计中的三层系统架构
在本讲您能了解如下知识点
(The Emphases in Teaching Materials)
三层架构体系中的各个层 J2EE平台中的三层架构实现 微软DNA与J2EE三层体系对比 C/S和B/S实现的三层体系结构 C/S和B/S相互混合的三层架构 整合J2EE和系统的系统架构
“三层MVC、MVC三 层架构”等描述都
是错误的,它们两 者在“内涵”方面 都是不同的。
(3)为什么会出现两者 三层架构和MVC其实是一致的,只是划分的方法不一样 MVC则是三层架构的一个变体 三层架构中的表示层和业务逻辑层之间是静态关系, 而MVC则引入控制层实现动态驱动流程
6、J2EE平台中基于轻量级框架技术实现的B/S系统架构
象QQ即时通讯软件、 视频、声音传输、 点对点文件传输、 屏幕捕捉及远程控 制等系统 游戏和图像处理
C/S也可以为三层 或者四层实现! 要采用应用程序的客户 端来实现?
(2)AJAX和RIA技术的应用也能够使得B/S产生C/S的应用 效果(如Google的地图系统)
(3)Apache HttpClient组件可以实现C/S和B/S相互结合 (混合架构的应用系统)
10 、基于 SOA 架构( Service-Oriented Architecture )的 应用系统可以实现整合J2EE和系统
11、J2EE Web应用程序的类型
(1)普通的J2EE Web应用程序 ( 2 ) SOA 架构体系的 Web 服务 系统中的 Web 客户端的 J2EE Web应用程序
1、软件系统体系结构设计中的三层架构模型
(1)三层架构模型中的各个层 表示层(Presentation):请求与响应的界面 业务逻辑层(Business logic):业务规则的实现 数据访问层(Data Access):业务数据的读写
软件架构模式:掌握常见的软件架构模式和设计原则
软件架构模式:掌握常见的软件架构模式和设计原则软件架构是软件系统整体结构的框架,负责定义软件系统的各个组成部分之间的关系和交互方式。
在软件开发过程中,选择合适的软件架构模式可以提高软件系统的可维护性、扩展性和性能。
下面我们将介绍一些常见的软件架构模式和设计原则。
1.分层架构模式分层架构模式是将系统分为若干层次,每一层次有各自的功能和责任,各层之间通过明确的接口进行通信。
常见的分层架构包括三层架构和N层架构。
三层架构包括表示层(Presentation Layer)、业务逻辑层(Business Logic Layer)和数据访问层(Data Access Layer),分别负责显示用户界面、处理业务逻辑和与数据存储进行交互。
2. MVC模式MVC(Model-View-Controller)模式是一种将应用程序分为数据模型(Model)、视图(View)和控制器(Controller)三个部分的软件架构模式。
Model负责数据的管理和处理,View负责界面的展示,Controller负责处理用户的输入和决定视图和模型之间的交互。
3.微服务架构微服务架构是一种将一个大型软件系统拆分成多个小型、可独立部署的服务的架构模式。
每个微服务都可以独立开发、部署和运行,各个微服务之间通过API进行通信。
微服务架构可以提高系统的灵活性和可扩展性,有利于团队间的协作和部署的快速迭代。
4.事件驱动架构事件驱动架构是一种基于事件和消息传递的软件架构模式,系统中的各个组件相互之间通过事件的方式进行通信。
当一个组件的状态发生变化时,它会发布一个事件,其他组件可以订阅这个事件并做出相应的响应。
事件驱动架构可以降低系统组件之间的耦合度,提高系统的可扩展性和灵活性。
5.领域驱动设计(DDD)领域驱动设计是一种将软件设计与业务领域相结合的设计方法。
DDD将系统分为领域层、应用层和基础设施层,通过模型驱动的方式建模业务领域,并将业务规则和逻辑体现在软件设计中。
软件的三层架构
基于软件三层架构的研究报告引言三层结构是传统的客户/服务器结构的发展,代表了企业级应用的未来,典型的有Web下的应用。
多层结构和三层结构的含义是一样的,只是细节有所不同。
之所以会有双层、三层这些提法,是因为应用程序要解决三个层面的问题。
一、软件架构和分层(一)软件架构(software architecture)是一系列相关的抽象模式,用于指导大型软件系统各个方面的设计。
软件架构是一个系统的草图。
软件架构描述的对象是直接构成系统的抽象组件。
各个组件之间的连接则明确和相对细致地描述组件之间的通讯。
在实现阶段,这些抽象组件被细化为实际的组件,比如具体某个类或者对象。
在面向对象领域中,组件之间的连接通常用接口(计算机科学)来实现。
软件体系结构是构建计算机软件实践的基础。
与建筑师设定建筑项目的设计原则和目标,作为绘图员画图的基础一样,一个软件架构师或者系统架构师陈述软件构架以作为满足不同客户需求的实际系统设计方案的基础。
(二)分层分层是表示将功能进行有序的分组:应用程序专用功能位于上层,跨越应用程序领域的功能位于中层,而配置环境专用功能位于低层。
分层从逻辑上将子系统划分成许多集合,而层间关系的形成要遵循一定的规则。
通过分层,可以限制子系统间的依赖关系,使系统以更松散的方式耦合,从而更易于维护。
子系统的分组标准包含以下几条规则可见度。
各子系统只能与同一层及其下一层的子系统存在依赖关系。
(三)使用分层架构开发的必要性1、分层设计允许你分割功能进入不同区域。
换句话说层在设计是就是逻辑组件的分组。
例如,A层可以访问B层,但B层不能访问A 层。
2、用分层的方法,以提高应用程序的可维护性,并使其更容易扩展,以提高性能。
(四)设计分层的原则1、层意味着组建的逻辑分组。
例如,对用户界面,业务逻辑和数据访问组建应该使用不同的不同的层。
2、在一个层内组建应该聚合的。
如业务层组建仅应提供与业务逻辑相关的操作,而不是提供其他操作。
软件体系结构 习题答案
软件体系结构习题答案软件体系结构习题答案1. 什么是软件体系结构?软件体系结构是指软件系统的整体结构和组织方式,它描述了软件系统中各个组件之间的关系以及它们的功能和行为。
软件体系结构通常包括多个层次,从整体到细节逐渐展开,以便更好地理解和设计软件系统。
2. 为什么软件体系结构很重要?软件体系结构对于软件系统的开发和维护具有重要意义。
它可以提供一个框架,指导软件开发者进行系统设计和实现。
良好的软件体系结构可以提高软件系统的可维护性、可扩展性和可重用性,同时降低开发和维护的成本。
3. 软件体系结构有哪些常见的模式?常见的软件体系结构模式包括分层模式、客户端-服务器模式、发布-订阅模式、模型-视图-控制器模式等。
每种模式都有其特定的应用场景和优缺点,开发者可以根据具体需求选择合适的模式。
4. 什么是分层模式?分层模式是一种常见的软件体系结构模式,将软件系统划分为多个层次,每个层次负责不同的功能。
通常包括表示层、业务逻辑层和数据访问层。
这种模式可以提高系统的可维护性和可扩展性,同时降低各个层次之间的耦合度。
5. 客户端-服务器模式是什么?客户端-服务器模式是一种常见的软件体系结构模式,将软件系统划分为客户端和服务器两部分。
客户端负责用户界面和用户交互,而服务器负责处理客户端的请求并提供相应的服务。
这种模式可以实现分布式计算和资源共享,提高系统的可伸缩性和可靠性。
6. 发布-订阅模式是什么?发布-订阅模式是一种常见的软件体系结构模式,用于实现消息传递和事件通知。
发布者将消息发布到一个或多个主题,而订阅者可以选择订阅感兴趣的主题并接收相关的消息。
这种模式可以实现解耦和灵活的通信方式,适用于分布式系统和异步通信。
7. 模型-视图-控制器模式是什么?模型-视图-控制器(MVC)模式是一种常见的软件体系结构模式,用于实现用户界面和业务逻辑的分离。
模型负责处理数据和业务逻辑,视图负责显示用户界面,而控制器负责协调模型和视图之间的交互。
软件体系结构
软件体系结构在软件开发过程中,软件体系结构是一个至关重要的概念。
软件体系结构是指软件系统中的各个组件、模块和它们之间的关系。
一个优秀的软件体系结构可以提高软件系统的可维护性、可扩展性和可重用性,同时也有利于降低开发成本和提高软件质量。
软件体系结构的定义软件体系结构是指软件系统中各个部分相互之间的组织方式。
它包括软件系统中的组件、组件之间的关系,以及这些组件和关系在整体上所形成的结构。
软件体系结构描述了软件系统的整体结构,以及各个组件之间的相互作用。
软件体系结构的重要性软件体系结构在软件开发过程中起着至关重要的作用。
一个良好的软件体系结构可以帮助开发人员更好地理解软件系统的结构和设计,从而更容易进行软件开发、测试、部署和维护。
此外,良好的软件体系结构还可以提高软件系统的性能、可靠性和安全性,降低软件开发和维护的成本。
软件体系结构的组成一个软件系统的体系结构通常由以下几个组成部分组成:1.组件(Components):软件系统中的各个部分。
2.接口(Interfaces):组件之间进行通信和交互的方式。
3.关系(Relationships):描述组件之间的依赖关系,如依赖、引用、调用等。
4.约束(Constraints):对组件之间交互的限制条件。
5.配置(Configurations):软件系统中各个组件的布局和部署方式。
软件体系结构的类型软件体系结构可以分为多种类型,常见的软件体系结构包括:•分层体系结构:软件系统按层次结构组织,每一层负责不同的功能。
•客户端-服务器体系结构:软件系统分为客户端和服务器,客户端负责用户界面,服务器负责处理业务逻辑。
•面向服务的体系结构:软件系统以服务为中心,各个组件之间通过服务进行通信和交互。
•事件驱动体系结构:软件系统通过事件进行通信和控制。
•管道和过滤器体系结构:软件系统通过一系列过滤器进行数据处理。
软件体系结构的设计原则在设计软件体系结构时,需要遵循一些设计原则,以确保软件系统的质量和可维护性:1.模块化:将软件系统划分为多个独立的模块,每个模块负责一个特定的功能。
软件体系结构及一些基本的概念
/users/EWD/ /users/EWD/ewd01xx/EWD196.PDF
程序=?
程序 = 算法 + 数据结构(1960’s )
程序 = 子程序 + 子程序(1970’s ) 对象 = 算法 + 数据结构 程序 = 对象 + 对象(1980’s) 程序 = 组件 + 连接件(1990’s)
SA之重要
好的软件体系结构,是好的软件的必要 条件。
“Good architectural design has always been a major factor in determining the success of a software system.”
第一章
软件体系结构概论
软件体系结构的兴起和发展
软件体系结构脱胎于软件工程,但是借鉴了 计算机体系结构和网络体系结构中的很多宝 贵的思想,成为计算机科学的一个最新的研 究方向。
解决好软件的重用、质量和维护问题 ——研究软件体系结构的根本目的
软件体系结构在国内未引起人们广泛注意的原因:
软件体系结构从表面上看起来是一个老话题,似乎没有 新东西。 与国外相比,国内对大型和超大型复杂软件系统开发的 经历相对较少,对软件危机的灾难性体会没有国外深刻, 因而对软件体系结构研究的重要性和必要性的认识还不很 充分。
二、连接的性质 限定了交互过程中的:交互特性——协议 交换的数据类型——数据模式 1 .协议 并发的处理方式:由一个回调函数来接收所有的消息,该回调 函数接收到消息以后再根据不同的消息类型来触发不同的 回调函数 事件的广播机制——在建立一个连接时,用广播的方式通 知所有的其他对象一些全局状态的改变。 简单应答,各个对象在复杂操作时提供协调和同步。这种 方式较主要。 传统的顺序处理方式 发出请求→等待响应→继续下一个消息。
软件体系结构风格
软件体系结构风格软件体系结构风格是指在软件系统的设计中,通过一系列的模式、原则和规范来组织和管理系统的各个组成部分之间的关系和交互方式。
不同的体系结构风格可以根据不同的需求和目标来选择和应用,从而达到更好的系统可扩展性、可重用性和可维护性。
下面将介绍几种常见的软件体系结构风格。
分层体系结构是将软件系统划分为几个相互独立的层次,每个层次都靠近系统的用户界面。
每个层次都依赖于较低层次,并提供给更高层次的功能。
这种风格可以实现系统的可复用性和可重用性,使得不同层次的变更不会影响到其他层次的结构和功能。
客户端-服务器体系结构是将软件系统划分为两个主要部分:客户端和服务器。
客户端负责与用户交互和显示信息,而服务器负责处理业务逻辑和数据存储。
这种风格可以实现系统的分布式处理,提高系统的性能和可伸缩性。
面向对象体系结构是将软件系统划分为一组相互协作的对象,并通过消息传递来进行通信和交互。
每个对象都具有自己的状态和行为,并通过继承和组合来扩展和重用现有的对象。
这种风格可以实现系统的可维护性和可拓展性,提高系统的复杂性和可重用性。
事件驱动体系结构是基于事件和事件处理的软件设计方法。
系统中的各个组成部分都可以作为事件的发布者或订阅者,通过触发事件和处理事件来实现系统的功能和交互。
这种风格可以实现系统的松散耦合和可扩展性,提高系统的灵活性和响应性。
数据驱动体系结构是基于数据流和数据处理的软件设计方法。
系统中的各个组成部分都可以作为数据的生产者或消费者,通过传递数据和处理数据来实现系统的功能和交互。
这种风格可以实现系统的高效率和低耦合,提高系统的可重用性和可维护性。
总结起来,软件体系结构风格是指在软件系统的设计中,根据不同的需求和目标选择和应用一系列的模式、原则和规范来组织和管理系统的各个组成部分之间的关系和交互方式。
通过选择适合的风格,可以提高系统的可扩展性、可重用性和可维护性,从而更好地满足用户的需求。
软件架构_精品文档
软件架构什么是软件架构?软件架构是指软件系统的基础结构,它定义了系统的组织方式、组成部分以及它们之间的关系。
软件架构决定了系统在设计、开发和维护过程中的整体框架,能够提供足够的灵活性以满足用户需求。
软件架构关注于将整个系统划分为不同的模块、组件和服务,并定义它们之间的通信和交互方式。
通过良好的软件架构,可以提高系统的可靠性、可扩展性、可维护性和可重用性。
常用的软件架构模式1. 分层架构分层架构是最常见的软件架构模式之一。
它将系统分为若干层次,每个层次负责不同的功能。
上层层次使用下层层次提供的服务,实现系统功能的分解和解耦。
分层架构可以有效地将不同的关注点分开,提高系统的可维护性。
常见的分层架构包括三层架构(表现层、业务逻辑层、数据访问层)和四层架构(表现层、应用层、业务逻辑层、数据访问层)。
2. 客户端-服务器架构客户端-服务器架构将系统分为客户端和服务器两部分。
客户端负责向服务器发送请求,并接收和展示服务器返回的数据。
服务器负责处理客户端的请求,并提供相应的服务。
这种架构模式适用于需要处理大量并发请求的系统,可以提高系统的性能和可伸缩性。
3. 单体架构单体架构是一种传统的软件架构模式,将所有功能模块打包在一个应用程序中。
这种架构模式简单直接,适合小规模应用。
然而,随着应用规模的增长,单体架构往往变得复杂和难以维护。
因此,现在越来越多的企业倾向于将单体架构拆分为微服务架构。
4. 微服务架构微服务架构是一种将系统拆分为多个独立的服务组件的架构模式。
每个微服务负责特定的业务功能,并独立部署和运行。
不同的微服务可以使用不同的编程语言和技术栈,相互之间通过接口进行通信。
这种架构模式提供了高度的灵活性和可伸缩性,能够提高系统的可维护性和可扩展性。
如何选择合适的软件架构?选择合适的软件架构模式取决于多个因素,包括系统的规模、复杂性、可用技术和团队的经验。
以下是一些选择架构模式的考虑因素:1.系统规模:对于小规模应用,可以选择简单的单体架构。
软考 论软件体系结构的演化
论软件体系结构的演化软件体系结构的演化是指软件系统在不同阶段中,由简单到复杂、由单一到分层、由非结构化到结构化的演变过程。
这种演化是为了满足用户需求的不断增长,以及新技术的出现和发展所必然发生的。
软件体系结构的演化可以分为以下几个关键步骤:1.单一应用架构:最早期的软件系统通常是由单一应用程序构成,所有功能都内置在同一个程序中。
这种架构简单、易于理解和管理,但随着需求的增长和系统规模的扩大,单一应用架构很快变得难以维护和扩展。
2.分层体系结构:为了解决单一应用架构的问题,人们提出了分层体系结构。
这种架构将软件系统分为不同层级,每个层级负责特定的功能或任务。
每个层级之间通过接口进行通信,实现了功能的解耦和模块化的开发。
分层体系结构可以提高系统的可维护性和扩展性,也更易于并行开发。
3.客户端-服务器体系结构:随着网络技术的发展,人们开始将软件系统分为客户端和服务器,通过网络进行通信和协作。
客户端负责用户界面和交互,服务器负责业务逻辑和数据处理。
这种架构增加了系统的分布式能力,并提高了系统的效率和可扩展性。
4.面向服务体系结构:随着互联网的普及和软件系统的复杂性增加,面向服务的体系结构逐渐流行起来。
这种架构将软件系统分为一组相互独立的服务,每个服务专注于特定的功能,并通过标准化的接口进行通信和协作。
面向服务的体系结构提高了系统的灵活性和可组合性,使系统更易于维护和扩展。
5.微服务体系结构:微服务是一种以服务为中心的架构风格,将软件系统划分为一组小型、独立部署的服务。
每个服务都可以独立开发、部署和扩展,通过轻量级的通信机制进行交互。
微服务架构提高了系统的可伸缩性和容错性,使系统更易于部署和运维。
总体而言,软件体系结构的演化是为了解决软件系统规模、复杂性和用户需求的增长所带来的挑战。
不同阶段的演化都在不同程度上提高了系统的可维护性、可扩展性、可伸缩性和可组合性,使软件系统能够适应不断变化的需求和技术环境。
软件开发的三层架构
软件开发的三层架构 三层结构解释所谓三层体系结构,是在客户端与数据库之间加⼊了⼀个中间层,也叫组件层。
这⾥所说的三层体系,不是指物理上的三层,不是简单地放置三台机器就是三层体系结构,也不仅仅有B/S应⽤才是三层体系结构,三层是指逻辑上的三层,即使这三个层放置到⼀台机器上。
三层体系的应⽤程序将业务规则、数据访问、合法性校验等⼯作放到了中间层进⾏处理。
通常情况下,客户端不直接与数据库进⾏交互,⽽是通过COM/DCOM通讯与中间层建⽴连接,再经由中间层与数据库进⾏交换。
三层架构(3-tier architecture) 通常意义上的三层架构就是将整个业务应⽤划分为:表现层(UI)、业务逻辑层(BLL)、数据访问层(DAL)。
区分层次的⽬的即为了“⾼内聚,低耦合”的思想。
也就是流⽔线型⽣产程序。
11、表现层(UIL):通俗讲就是展现给⽤户的界⾯,即⽤户在使⽤⼀个系统的时候他的所见所得。
2、业务逻辑层(BLL):针对具体问题的操作,也可以说是对数据层的操作,对数据业务逻辑处理。
3、数据访问层(DAL):该层所做事务直接操作数据库,针对数据的增添、删除、修改、查找等。
2 在软件体系架构设计中,分层式结构是最常见,也是最重要的⼀种结构。
微软推荐的分层式结构⼀般分为三层,从下⾄上分别为:数据访问层、业务逻辑层(⼜或称为领域层)、表⽰层。
三层结构原理 3个层次中,系统主要功能和业务逻辑都在业务逻辑层进⾏处理。
所谓三层体系结构,是在客户端与数据库之间加⼊了⼀个“中间层”,也叫组件层。
这⾥所说的三层体系,不是指物理上的三层,不是简单地放置三台机器就是三层体系结构,也不仅仅有B/S应⽤才是三层体系结构,三层是指逻辑上的三层,即使这三个层放置到⼀台机器上。
三层体系的应⽤程序将业务规则、数据访问、合法性校验等⼯作放到了中间层进⾏处理。
通常情况下,客户端不直接与数据库进⾏交互,⽽是通过COM/DCOM通讯与中间层建⽴连接,再经由中间层与数据库进⾏交互。
软件体系结构
软件体系结构软件体系结构是软件系统的一种高级结构,它涉及到软件系统的主要构成部分以及这些部分之间的相互作用。
它提供了一个框架,用于指导系统的设计和开发,以确保系统能够满足其需求。
软件体系结构由三个主要元素组成:构件、连接件和约束。
1.构件:这是软件体系结构的基础元素,包括处理构件、数据构件和连接构件。
处理构件负责执行数据的操作或计算,数据构件是操作或计算所处理的信息,而连接构件则负责将这些不同的部分组合在一起。
2.连接件:连接件是负责将体系结构的不同部分组合连接起来的元素。
它们定义了构件之间的交互方式和关系,包括数据流、控制流和消息传递等。
3.约束:约束是软件体系结构中的规则和限制,它们定义了系统的行为和属性。
约束可以包括性能要求、可靠性要求、可维护性要求等。
此外,软件体系结构还涉及到一些重要的问题,如全局组织和全局控制结构、通信、同步与数据存取的协议、设计构件的功能定义、物理分布与合成、设计方案的选择、评估与实现等。
这些问题都是软件体系结构在设计和开发过程中需要考虑的重要因素。
Kruchten提出了软件体系结构的四个角度,这些角度从不同方面对系统进行描述:1.概念角度:描述系统的主要构件及它们之间的关系。
2.模块角度:包含功能分解与层次结构,描述了系统的静态结构。
3.运行角度:描述了一个系统的动态结构,包括系统的行为、交互和并发性等方面。
4.代码角度:描述了各种代码和库函数在开发环境中的组织,涉及到系统的实现细节。
总的来说,软件体系结构是软件系统的核心组成部分,它为软件的设计和开发提供了一个高层次的结构和指导。
通过对软件体系结构的设计和分析,可以更好地理解系统的需求和功能,提高系统的质量和可维护性。
软件体系结构分层知识
软件体系结构--RPG游戏制作软件1)分层2)写出每层的功能3)向上提供接口1.分层层次系统风格将软件结构组织成一个层次结构,一个分层系统是分层次组织的,每层对上层提供服务,同时对下层来讲也是一个服务的对象。
在一些分层系统中,内部的层只对相邻的层可见。
除了相邻的外层或经过挑选用于输出的特定函数以外,内层都被隐藏起来。
这种风格支持基于可增加抽象层的设计。
由于每~层最多只影响两层,同时只要给相邻层提供相同的接口,允许每层用不同的方法实现,同样为软件重用提供了强大的支持。
分层系统体系结构有以下优点:第一,支持基于抽象程度递增的系统设计。
这允许设计者可以将一个复杂系统设计按递增的步骤进行分解。
第二,支持扩充。
因为每层至多和与之相邻的上层和下层交互,所以,改变某层的功能最多只会影响与之相邻的其它两层。
第三,支持重用。
与抽象数据类型一样,只要对相邻层提供同样的接口,每层可以有很多不同的可相互替代的实现方法。
因此,可能出现对于标准的层接口的定义可以有不同的实现方法。
但是分层系统体系结构也有存在缺点:首先,并不是每个系统都可以很容易地划分为分层的模式。
甚至即使一个系统可在逻辑上进行分层,但可能出于性能的考虑需要在逻辑上与处于高层的函数和处于低层的实现之间建立紧密的联系。
其次,很难找到一个合适的、正确的层次抽象方法。
分层设计作为一个设计的理念方法,在软件设计中得到越来越广泛的应用,特别是在复杂大型软件的研制开发项目中。
即使是在中小型软件的开发过程中,也要合理的把系统划分为几个层次,把服务接口一步步地建立起来。
系统在进行软件层次设计时应遵循如下三个基本原则:(1)实现和接口分离原则,这是对所有模块接口的一个通用原则。
不同的层次实际上是不同的模块,只不过这些模块在逻辑关系上有上下的依赖关系。
在这个分离原则之下,层次之间的互换性就可以得到保证。
对于一般的软件设计来说,最常见的是抽象层,即把应用部分与一些具体的实现分离开来。
软件体系结构第3章软件体系结构的层次性
第3章软件体系结构的层次性3.1从建筑学看软件的构成1、体系结构需要基础:从建筑的基础性看软件构成就建筑而言,地基、材料、材料构成三个方面从根本上决定了建筑物的结构、性能、功用、建造方法,形成了建筑的基础。
同样,构造软件需要软件基础,它包括现今软件得以形成和运行的计算机硬件结构、软件的基本组成、构成软件的可用组块三个方面。
(1)现今计算机硬件对软件的构成产生了决定性的影响,这表现在CPU的个数和关系、I/O端口设置、中断设置、存储器的结构、计算机间的连接等。
(2)软件的基本组成受到所采用的描述语言的影响。
使用机器语言、汇编语言、高级语言、模型语言,都直接改变着软件的构成描述,因为各种语言对构成的描述方法和细节存在很大差异。
但无论如何,形成计算机硬件上可运行软件的本质是相同的。
(3)构成软件的可用组块指软件的组合描述方法。
这如同在建筑学上使用预制件比使用原始材料购建房屋来的更容易一样,使用现成的软件组块比直接使用程序语言构造软件要容易得多。
通过以上讨论可以看出,讨论软件的体系结构必须首先建立一个基础;一旦确立了基础,各种观点的比较就有了共同的标准和语言。
为什么软件结构的表达有多种形式?除了软件自身的复杂性外,基本的原因就是结构表达的描述基础不同。
2、体系结构需要层次:从建筑的层次性看软件构成建筑结构在传统的基础上向框架型、组装型和整体型发展,由此我们看到了建筑由基本材料到基础构件再到整体框架逐层次发展和构成的历程。
软件的体系结构也是由使用最基本的“材料”开始,到认识常用基础“构件”再到组装和构造整体“框架”的发展过程。
这里,每一层使用了不同的概念和方法,低层是高层的构造基础,高层更方便与全面地把握系统的整体,为复杂系统的构造提供了基础。
3、体系结构需要模式:从建筑的组合性看软件构成软件设计技术一个成熟的表现是对软件设计模式认识的发展和完善。
有理由认为,这将使软件设计实现完全工程化一天的到来。
3.2软件的物质基础当前硬件变革表现在两个方面:一是非冯•诺伊曼运行机制的产生,如还处在实验室初期研究的生物、量子计算机,这不是本书关心的内容;一是以并行处理为特征的高性能计算机结构。
软件工程软件体系结构
软件工程软件体系结构1. 引言软件体系结构是软件工程领域中一个重要的概念,它描述了一个软件系统的整体结构和组成部分之间的关系。
软件体系结构的设计和实现对于软件系统的可维护性、可扩展性和可重用性等方面具有重要影响。
本文将介绍软件体系结构的基本概念、常见的体系结构类型以及设计和评估软件体系结构的方法。
2. 软件体系结构的基本概念软件体系结构是一个软件系统的抽象表示,它描述了系统的组成部分和它们之间的关系。
一个软件体系结构可以包含多个子系统或模块,每个子系统或模块负责系统的某个特定功能。
软件体系结构可以采用不同的视角进行描述,例如逻辑视图、物理视图和过程视图。
在软件体系结构中,常见的概念和术语包括模块、接口、组件、连接器和配置。
模块是软件系统的基本构建单元,它封装了特定的功能和实现细节。
接口定义了模块之间的通信方式和协议。
组件是一个可重用的软件单元,它可以被多个模块使用。
连接器用于连接不同的组件和模块,实现模块之间的通信。
配置描述了系统中各个组件和模块的布局和拓扑结构。
3. 常见的软件体系结构类型在软件工程中,有多种常见的软件体系结构类型,每种类型都具有不同的特点和适用场景。
下面介绍几种常见的软件体系结构类型。
3.1 分层体系结构分层体系结构是一种将系统分成多个层次的结构,每个层次负责系统中的不同功能。
不同层次之间通过接口进行通信。
分层体系结构的优点是简化了系统的设计和维护,提高了系统的可扩展性和可重用性。
3.2 客户端-服务器体系结构客户端-服务器体系结构是一种将系统分成客户端和服务器的结构,客户端负责用户界面和用户交互,服务器负责数据处理和业务逻辑。
客户端通过网络与服务器进行通信。
客户端-服务器体系结构的优点是可以实现分布式计算和集中管理,缺点是系统的性能受限于网络的带宽和延迟。
3.3 事件驱动体系结构事件驱动体系结构是一种通过事件和消息进行通信的结构,不同组件之间通过发布和订阅事件来实现解耦和异步处理。
软件体系结构知识点概要
软件体系结构知识点概要软件体系结构是指一个软件系统内各个组件之间的关系和组织方式,是软件系统的基础架构,用于定义系统的整体结构以及各个组件的功能和职责。
软件体系结构决定了系统的稳定性、可扩展性、可维护性和可重用性,是软件开发过程中非常重要的一部分。
需求分析阶段是确定软件系统的用途和功能需求,包括对用户需求、系统约束和业务流程等方面的分析。
在需求分析阶段,需要对系统的功能和性能进行明确的规划,对于不同的系统需求,可能需要采用不同的体系结构模式。
架构设计阶段是根据需求分析的结果,选择合适的体系结构模式和技术,进行系统的整体设计。
常用的体系结构模式包括层次结构模式、客户端-服务器模式、发布-订阅模式、管道-过滤器模式等。
在架构设计阶段,需要考虑系统的性能、可靠性、安全性、可扩展性等方面的要求,并根据这些要求进行设计决策。
评审阶段是对架构设计进行评审,确保设计的合理性和可行性。
评审包括对系统的功能、性能、安全性等方面的评价,并对设计的技术和模式进行验证。
评审的目的是发现和解决设计中的问题,减少软件开发过程中的风险。
验证阶段是对已经实现的系统进行测试和验证,确保系统的功能和性能的符合需求。
验证可以采用黑盒测试和白盒测试等方法,验证的结果可以反馈给设计人员,以便进行修正和优化。
在软件体系结构的设计中,还需要考虑到一些重要的设计原则和概念。
首先,模块化原则是指将系统拆分为若干个独立的模块,每个模块具有明确定义的职责和功能。
模块之间通过接口进行通信,实现模块的解耦和独立开发,同时也方便了系统的维护和扩展。
其次,高内聚低耦合是指模块内部的组件之间具有较强的相关性,而模块之间的依赖关系较弱。
高内聚能够提高模块的复用性和可维护性,低耦合能够减少模块之间的依赖和影响,提高系统的灵活性和可扩展性。
另外,分层架构是一种常用的体系结构模式,将系统分解为若干个层次,每个层次完成特定的功能。
分层架构提供了清晰的界面和抽象层,可以降低系统的复杂性,提高系统的可维护性和可扩展性。
软件体系结构与设计模式
软件体系结构与设计模式软件体系结构是指软件系统各个组件之间的关系和相互作用方式的规范。
设计模式则是一套解决软件设计问题的经验总结和最佳实践。
本文将介绍软件体系结构和设计模式的概念、特点以及在软件开发中的应用。
一、软件体系结构的概念与特点软件体系结构是软件系统的基本框架,规定了系统各个组件之间的关系和相互作用方式。
它包括系统的整体结构、组件的划分和接口的定义等。
软件体系结构的概念有以下几个特点:1. 模块化:将系统划分为相互独立的模块,每个模块都有明确定义的功能和接口。
2. 层次化:将系统划分为不同的层次,每个层次负责不同的功能和任务。
3. 分布式:将系统组件部署在不同的计算节点上,实现分布式计算和资源共享。
4. 可扩展性:能够方便地添加、修改和删除系统组件,以适应不同的需求和变化。
5. 可重用性:通过模块化和规范化的设计,实现组件的复用和共享。
二、常见的软件体系结构模式在软件体系结构中,常见的模式有分层模式、客户-服务器模式、主从模式、发布-订阅模式等。
1. 分层模式:将系统划分为多个层次,每个层次负责不同的功能和任务。
上层接口只与下一层接口进行交互,实现了模块之间的解耦和复用。
2. 客户-服务器模式:将系统划分为客户端和服务器端,客户端发送请求,服务器端提供服务并返回结果。
实现了任务的分布和协作。
3. 主从模式:主节点负责协调和管理各个从节点的工作,从节点负责执行具体的任务并向主节点汇报。
实现了任务的分配和并行处理。
4. 发布-订阅模式:发布者发布消息,订阅者接收并处理消息。
实现了组件之间的松耦合和消息的异步处理。
三、设计模式的概念与分类设计模式是针对特定问题的解决方案,是一种在软件设计中常用的思维方式和方法。
常见的设计模式有创建型模式、结构型模式和行为型模式。
1. 创建型模式:用于创建对象的模式,包括工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式、建造者模式和原型模式等。
2. 结构型模式:用于组织类和对象的模式,包括适配器模式、装饰器模式、代理模式、外观模式和桥接模式等。
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– 讨论软件的体系结构必须首先建立一个基础: 一旦确立了基础,各种观点的比较就有了共同 的标准语言。
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§9.1 从建筑学看软件的构成
体系结构需要层次:从建筑的层次性看软件构成。
– 建筑是由基本材料到基础构件再到整体框架逐 层次发展和构成的历程。
Chapter 9 软件体系结构的层次性
Contents:
§ 9.1 从建筑学看软件的构成 § 9.2 软件的物质基础 § 9.3 软件的结构基础 § 9.4 软件的层次结构模型 § 9.5 软件体系结构的层次模型 § 9.6 软件体系结构的体系
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§9.1 从建筑学看软件的构成
在构建一幢建筑物和构建一个软件系统之间存在着惊人的 相似性。(From 软件架构师导读)
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§9.3 软件的结构基础
部件连接方式
– 部件连接器:完成部件与部件之间的连接 – 部件:数据、外部设备、程序段 – 实现部件连接的四种方式
过程调用 远程过程调用 事件触发 服务连接
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§9.3 软件的结构基础
部件连接方式
–过程调用方式
部件之间通过过程、函数或方法实现连接 必须知道对方部件的标识、对外提供的操作过程标 识、参数设置
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§9.3 软件的结构基础
任何具有固定组成形式的数据、代码、 数据集合、代码序列、数据和代码的结合体 都可以称作结构。
无论多么高层的结构,都是建立在基 础结构之上的。
软件结构的问题从最初的最基本、最 底层的描述过渡到越来越高、越来越抽象的 层次上。
作为软件结构基础的思想和概念,包 括四个方面:
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§9.3 软件的结构基础
结构化控制流
– 循环语句
For While do Repeat until Break Continue
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§9.3 软件的结构基础
结构化控制流
– 事件/异常语句
On <事件> goto <label>
– 中断/事件控制
Set <事件> to <过程> Set <事件> on/off
请求部件 请求部件
接口
分析器
执行器
各类解释器、功能服务器采用的就是这种连接方式
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§9.3 软件的结构基础
任何具有固定组成形式的数据、代码、数据集合、代码 序列、数据和代码的结合体都可以称作结构。 无论多么高层的结构,都是建立在基础结构之上的,作 为软件结构基础的思想和概念,包括四个方面:
结构化控制流 结构化连接模式 数据结构 抽象数据类型
–简单而易于掌握的思想具有改变思想和认识的 力量。
牛顿与万有引力 弗洛伊德:潜意识的存在是行为的动机。
如果把软件和信息技术系统都想象成物理建筑,则:我们
会看到什么?
–废弃的房屋
–不开心的住户
–空房
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§9.1 从建筑学看软件的构成
体系结构需要基础:从建筑的基础性看软件构成
– 地基、材料、材料构成三个方面从根本上决定 了建筑物的结构、性能、功用、建造方法,形 成了建筑的基础。
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§9.2 软件的物质基础
分布计算系统
– 多台计算机通过网络连接起来的大系统 – 分布存储的多处理机系统
但各自运行独立的操作系统
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§9.2 软件的物质基础
结论
– 多处理机需要并行处理(解决并行任务的调度 和自动分解),对软件设计提出了复杂的要求, 使软件设计的复杂度大大提高
– 我们以讨论串行计算机环境下的软件体系结构 为主
结构化控制流
– 条件语句
if <condition> then <statement> if <condition> then <statement 1> else <statement 2>
– 开关语句
Swithch <expression> Case value 1 <statement 1> … Case value n <statement n>
– 软件的体系结构也是由使用最基本的材料开始, 到认识常用基础构件再到组装和构造整体框架 的发展过程。
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§9.1 从建筑学看软件的构成
体系结构需要模式:从建筑的组合性看软件构成
–形态和构件组成了建筑模式。20多年建立了现 代建筑学的250余种“场景-问题-解决方案” 模式,涵盖不同的规模和形态
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§9.3 软件的结构基础
结构化连接模式:建立在基本控制流之上的高层次抽象, 属于控制模式。
– 指部件与部件连接关系的构成形式。
条件连接 循环连接 查询连接 中断/事件方式 共享信息方式
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–远程过程调用
RPC 网络分布环境下的过程调用 通过代理部件完成部件之间的连接
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§9.3 软件的结构基础
部件连接方式
– 中断/事件触发方式
通过硬件提供的中断及其控制机制实现部件连接的 方式
用特定名称标识中断号码就形成事件触发的部件连 接方式
– 服务连接方式
服务连接方式由接口、分析器、执行器构成
–这些建筑学的思想再软件结构的研究中也得到 了重视,提出并发展了软件“软件设计模式” 的概念。
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§9.1 从建筑学看软件的构成
体系结构需要清晰的角色划分:从建筑业看各个角色的划 分。
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§9.2 软件的物质基础
软件设计的物质基础是当前的计算机硬件,它决定了软 件设计和实现的出发点。 当前硬件的变革表现在两个方面 –非冯.诺依曼运行机制的产生 –并行处理为特征的高性能计算机结构
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§9.2 软件的物质基础
计算机硬件体系结构
–软件是对一组数据进行处理的一串指令。 –根据处理指令流和数据流的数量,计算机分为:
SISD SIMD MISD MIMD
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§9.2 软件的物质基础
多处理机系统
–属于MIMD系统 –多处理机系统分为
共享存储器 分布存储器
–工作在统一的操作系统下进行资源管理 –挑战:并行算法和软件的设计
结构化控制流
越
结构化连接模式
来
数
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§9.3 软件的结构基础
结构化控制流
–顺序序列
<statement 1> … <statement n>
–转向语句
goto <lable>
–过程调用
<procedure name><para 1,…para n>
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§9.3 软件的结构基础